粉末冶金零件的案例
從“粉末冶金”進(jìn)階，看粉末擠出3D打印技術(shù)如何賦能
粉末冶金制造技術(shù)借助節(jié)能節(jié)材、綠色環(huán)保和效率高、精度高等優(yōu)勢(shì)，被業(yè)界公認(rèn)為是一種綠色、可持續(xù)的制造工藝技術(shù)。近年來，隨著信息技術(shù)與制造業(yè)的進(jìn)一步深度融合，各種前沿的3D打印技術(shù)也正在煥發(fā)活力，并獲得蓬勃發(fā)展。
1、粉末冶金工藝的關(guān)鍵特點(diǎn)
粉末冶金技術(shù)集制粉、成形、燒結(jié)等多重工藝于一身，具有低成本、高效率、少（無）污染等顯著特點(diǎn)。同時(shí)其作為增材制造（3D打印）的重要成型工藝，是中國制造2025的重要一環(huán)。
根據(jù)配方不同，粉末冶金零件的抗拉強(qiáng)度在170~1200MPa之間，相比傳統(tǒng)零件制造工藝，具有如下特點(diǎn)：
·某些特殊性能材料的唯一制造方法（目前有很多復(fù)合材料產(chǎn)品性能優(yōu)異, 只能通過粉末冶金才能加工出來）；
·加工工藝流程短而簡(jiǎn)單，易于控制（機(jī)械加工十幾道工序才能完成的產(chǎn)品在粉末金屬工藝中，有時(shí)候幾道工序就能實(shí)現(xiàn)）；
·零件接近最終尺寸，表面光潔的，減少后續(xù)加工成本；
·節(jié)約能源，原料利用率高, 加工效率高（相對(duì)傳統(tǒng)機(jī)加工切削工藝，粉末冶金節(jié)能60%，材料利用率高達(dá)95%）；
·制品強(qiáng)度較低；流動(dòng)性較差，形狀受限制；
·壓制成形的壓強(qiáng)較高，制品尺寸較小；
·壓模成本較高。
為推進(jìn)粉末冶金技術(shù)更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，目前粉末注射成形（Powder Injection Molding，PIM）、3D打印技術(shù)等快速成形技術(shù)斬嶄露頭角，使得粉末冶金不斷朝著高致密化成、高性能化、集成化和低成本的方向持續(xù)升級(jí)。
2、粉末注射成形再創(chuàng)新
PIM是一種制造高質(zhì)量精密零件的近凈成形技術(shù)，具有常規(guī)粉末冶金和機(jī)加工方法無法比擬的優(yōu)勢(shì)。從客戶角度上看，產(chǎn)品的加工能力與成本效益會(huì)成為選擇PIM的主要原因。
展開 粉末冶金工藝的基本工序有幾步?
粉末冶金工藝的基本工序是：
1、原料粉末的制備。現(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類：機(jī)械法和物理化學(xué)法。而機(jī)械法可分為：機(jī)械粉碎及霧化法;物理化學(xué)法又分為：電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應(yīng)用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。
2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是制得一定形狀和尺寸的壓坯，并使其具有一定的密度和強(qiáng)度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應(yīng)用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結(jié)。燒結(jié)是粉末冶金工藝中的關(guān)鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結(jié)使其得到所要求的最終物理機(jī)械性能。燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)。對(duì)于單元系和多元系的固相燒結(jié)，燒結(jié)溫度比所用的金屬及合金的熔點(diǎn)低;對(duì)于多元系的液相燒結(jié)，燒結(jié)溫度一般比其中難熔成分的熔點(diǎn)低，而高于易熔成分的熔點(diǎn)。除普通燒結(jié)外，還有松裝燒結(jié)、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結(jié)工藝。
4、產(chǎn)品的后序處理。燒結(jié)后的處理，可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同，采取多種方式。如精整、浸油、機(jī)加工、熱處理及電鍍。此外，近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工，取得較理想的效果。
展開 粉末冶金工藝對(duì)燒結(jié)爐構(gòu)造的要求
燒結(jié)爐是粉末冶金生產(chǎn)中重要的設(shè)備之一，是根據(jù)燒結(jié)工藝的要求而進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造的。粉末冶金燒結(jié)爐以電爐最為普通。粉末冶金制品的燒結(jié)，從本質(zhì)上講也是一種熱處理過程，與傳統(tǒng)的致密金屬熱處理操作有類似之處，但由于粉末原料的特殊性，粉末冶金燒結(jié)具有下列特點(diǎn)：
1、粉末壓坯具有較大的自由表面，燒結(jié)過程一般需要保護(hù)氣氛，并且對(duì)各種燒結(jié)氣氛的反應(yīng)很敏感;
2、金屬粉末表面一般存在著氧化膜，影響金屬之間接觸，阻礙燒結(jié)進(jìn)行，需在燒結(jié)過程中使金屬氧化物得到還原;
3、壓坯在成形過程產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)予以消除;
4、壓坯中含有一定數(shù)量的揮發(fā)性添加劑，需在燒結(jié)前的升溫加熱階段予以燒除;
5、壓坯在燒結(jié)過程中可能出現(xiàn)液相;
6、壓坯強(qiáng)度低，在燒結(jié)過程不能碰撞，燒結(jié)中物料傳送要平穩(wěn);
7、燒結(jié)溫度比一般熱處理溫度高，溫度控制要更精確。
以上就是關(guān)于粉末冶金工藝對(duì)燒結(jié)爐構(gòu)造的要求就介紹到這，粉末冶金燒結(jié)爐是一種利用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)制成金屬或合金零部件的熱處理設(shè)備。主要用于壓制成形的鐵基、銅基及其它相關(guān)粉末冶金制品。
展開 粉末冶金技術(shù)論文
粉末冶金技術(shù)論文
摘要：
粉末冶金(P/M)技術(shù)是一門重要的材料制備與成形技術(shù)，被稱為是解決高科技、新材料問題的鑰匙。高性能、低成本、凈近成形一直以來是粉末冶金工作者重要研究課題之一。粉末冶金法能實(shí)現(xiàn)工件的少切削、無切削加工，是一種高效、優(yōu)質(zhì)、精密、低耗節(jié)能制造零件的先進(jìn)技術(shù)。
粉末冶金技術(shù)簡(jiǎn)介
粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金工藝的第一步是制取原料粉末，第二步是將原料粉末通過成形、燒結(jié)以及燒結(jié)后處理制得成品。粉末冶金的工藝發(fā)展已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過此范疇而日趨多樣化，已成為解決新材料問題的鑰匙，在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。
粉末冶金技術(shù)有如下特點(diǎn)：
(1)可以直接制備出具有最終形狀和尺寸的零件，是一種無切削、少切削的新工藝，從而可以有效地降低零部件生產(chǎn)的資源和能源消耗；
(2)可以容易地實(shí)現(xiàn)多種類型的復(fù)合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產(chǎn)高性能金屬基和陶瓷基復(fù)合材料的工藝技術(shù)；
(3)可以生產(chǎn)普通熔煉法無法生產(chǎn)的具有特殊結(jié)構(gòu)和性能的材料和制品，如多孔含油軸承、過濾材料、生物材料、分離膜材料、難熔金屬與合金、高性能陶瓷材料等；
(4)可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織，在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲(chǔ)氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導(dǎo)材料、新型金屬材料具有重要的作用；
(5)可以制備非晶、微晶、準(zhǔn)晶、納米晶和過飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和力學(xué)性能；
(6)可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進(jìn)行材料再生和綜合利用的新技術(shù)。
展開 
粉末冶金成型技術(shù)
粉末冶金成型是粉末冶金生產(chǎn)中的基本工序之一，目的是將松散的粉末制成具有預(yù)定幾何形狀、尺寸、密度和強(qiáng)度的半成品或成品。粉末冶金成型技術(shù)是利用金屬粉末以及化合物粉末的混合物為原料，經(jīng)過成型燒結(jié)操作，制取金屬氧材料及其復(fù)合材料的加工方法。
粉末冶金技術(shù)覆蓋了眾多行業(yè)的應(yīng)用
如今，粉末冶金技術(shù)已經(jīng)覆蓋了眾多行業(yè)的應(yīng)用，粉末冶金已經(jīng)走進(jìn)你的生活，也許你沒察覺，但它正在以某種方式發(fā)生著，并存在于我們的日常生活。粉末冶金技術(shù)在我們生活中的應(yīng)用隨處可以看到，例如：
1、醫(yī)療與牙科中的應(yīng)用：正畸支架零件;外科手術(shù)器械;可植入MIM零件;膝蓋植入物零件。
2、在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用：發(fā)動(dòng)機(jī)的搖臂;換擋桿;渦輪增壓器葉片。
3、在IT、電子儀器和通訊中的應(yīng)用：光導(dǎo)纖維零件;冷盤和散熱器;手機(jī)零件。
4、在船舶、航天產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用：座椅皮帶零件;出油閥壓緊座;客機(jī)襟翼螺旋密封;火箭燃燒器裝置。
5、在消費(fèi)品中的應(yīng)用：手表表殼和相關(guān)零件;眼鏡零件;攝影機(jī)的三角架體;MIM吉他調(diào)諧器罩。
6、在軍品與防務(wù)中的應(yīng)用：槍的扳機(jī);“安全與打開保險(xiǎn)”轉(zhuǎn)子;槍上彎夾緊安全零件。
以上就是關(guān)于粉末冶金技術(shù)在我們生活中的應(yīng)用就介紹到這，粉末冶金工藝主要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測(cè)、混合、成型、脫脂、燒結(jié)、二次加工等8個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中針對(duì)產(chǎn)品特性決定是否需要進(jìn)行表面處理。
展開 基于SIMSOLID的粉末冶金行星架仿真分析
本案例以某變速箱中的粉末冶金行星架為例子，通過在SOLIDWORKS中建立數(shù)模，導(dǎo)入simisolid，建立與之匹配的材料，建立固定約束條件，施加扭矩，對(duì)其進(jìn)行靜扭仿真分析。并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
本案例在于通過一個(gè)小的實(shí)際案例，體驗(yàn)SIMSOLID無網(wǎng)格計(jì)算流程，學(xué)習(xí)并熟悉其操作界面，拋磚引玉。
2.模型說明
在SOLIDWORKS中建立三維數(shù)模
2.建立自定義材料特性并賦予零件
3.設(shè)置約束及受力情況的邊界
4.分析及結(jié)果查看
4.1 通過分析看到應(yīng)力最大位置發(fā)生在花鍵根部，而行星架主體部位未有大的應(yīng)力集中現(xiàn)象。
另外前后兩部分連接部位也有應(yīng)力體現(xiàn)
4.2 放大變形看到由于扭轉(zhuǎn)似的行星架薄壁板件發(fā)生了扭曲變形。
5.試驗(yàn)對(duì)比
通過靜扭試驗(yàn)，可以看到失效模式及斷裂部位與仿真危險(xiǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)。
6.優(yōu)化方法
行星架花鍵危險(xiǎn)部位采取特殊特處理方法進(jìn)行強(qiáng)化。保證此處安全系數(shù)。
展開 Desktop Metal開始大批量粘結(jié)劑噴射3D打印316L不銹鋼零件
導(dǎo)讀：316L不銹鋼以耐腐蝕性和在極端溫度下出色的機(jī)械性能而著稱，非常適合在苛刻條件下使用，例如海洋或制藥加工環(huán)境中的零件、食品制造設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和外科手術(shù)工具。南極熊也曾在2020年的文章（粘結(jié)劑噴射BJP和激光熔化DMLS 3D打印的316L體不銹鋼疲勞性能比較）中介紹過這種材料的加工硬化能力和延展性。如今，這種材料已經(jīng)能夠大規(guī)模生產(chǎn)了。
△316L不銹鋼是含鉬的全奧氏體鋼
南極熊獲悉，大規(guī)模生產(chǎn)和交鑰匙增材制造解決方案領(lǐng)導(dǎo)者Desktop Metal于2021年4月21日宣布已具備生產(chǎn)316L不銹鋼的能力。公司將利用Production System?和Single Pass Jetting?（SPJ）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)粘合劑噴射3D打印金屬的快速制造，以及生產(chǎn)高負(fù)荷且在苛刻環(huán)境工作的最終用途組件。
△Production System平臺(tái)可將這種重工業(yè)流體連接器用316L不銹鋼作為單個(gè)組件進(jìn)行打印，并且支持每周近5500個(gè)零件的生產(chǎn)量。（照片：美國商業(yè)資訊）
經(jīng)過對(duì)材料的廣泛測(cè)試，Desktop Metal已成功將316L在公司Production System?機(jī)器上生產(chǎn)，并根據(jù)金屬粉末工業(yè)聯(lián)合會(huì)制定的MPIF 35結(jié)構(gòu)粉末冶金零件標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了驗(yàn)證。
△Desktop Metal Production System
Desktop Metal還使用316L不銹鋼開發(fā)了一系列展示產(chǎn)品，包括用于海洋環(huán)境的搖臂、化學(xué)加工廠的流體連接器、定制的手術(shù)工具以及汽車的變速旋鈕。
展開 我們的高端軸承完全依賴進(jìn)口？這日子不會(huì)很長(zhǎng)了！
政府對(duì)于高端軸承的國產(chǎn)化一直非常重視，國家工信部早在2011年，就在《機(jī)械基礎(chǔ)件基礎(chǔ)制造工藝和基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中，把軸承列為“機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝和基礎(chǔ)材料”之首，規(guī)劃介定: “機(jī)械基礎(chǔ)件是組成機(jī)器不可分拆的單元，包括軸承、齒輪、液壓件、液力元件、氣動(dòng)元件、密封件、鏈與鏈輪、傳動(dòng)聯(lián)結(jié)件、緊固件、彈簧、粉末冶金零件、模具等”
SKF公司為高速鐵路列車研制的軸承位置傳感器
重點(diǎn)發(fā)展高速、精密、重載軸承，包括: 中、高檔數(shù)控機(jī)床軸承和電主軸，大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軸承，大型運(yùn)輸機(jī)軸承，重載直升機(jī)軸承，長(zhǎng)壽命高可靠性汽車軸承及軸承單元，高速鐵路列車軸承，重載鐵路貨車軸承，新型城市軌道交通軸承，大型薄板冷熱連軋?jiān)O(shè)備軸承，
大型施工機(jī)械軸承，高速度長(zhǎng)壽命紡織設(shè)備軸承，超精密級(jí)醫(yī)療器械主軸軸承。
可以注意到，除了高鐵軸承，航空軸承在其中占了兩項(xiàng)，除了大型運(yùn)輸機(jī)，還有重載直升機(jī)。國防重點(diǎn)型號(hào)對(duì)基礎(chǔ)零部件的帶動(dòng)作用是極為顯著的。
需要指出的是，中國在軸承領(lǐng)域的差距比芯片小得多，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)也好得多。在可預(yù)見的將來，完全有能力在絕大多數(shù)領(lǐng)域趕上世界先進(jìn)水平。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，風(fēng)電機(jī)組軸承自主化率要達(dá)到90%，到2025年，高速精密數(shù)控機(jī)床和高速動(dòng)車組自主化率要達(dá)到90%，到2030年，大飛機(jī)軸承的自主化率要達(dá)到90%。
航空用的桿端軸承
工信部在軸承領(lǐng)域規(guī)劃了8個(gè)國家級(jí)技術(shù)平臺(tái)及單位，包括瓦房店軸承集團(tuán)公司、萬向集團(tuán)、洛陽LYC 軸承有限公司、哈爾濱軸承集團(tuán)公司、西北軸承股份公司、湖北新火炬科技股份公司、襄陽汽車軸承集團(tuán)公司、天馬軸承股份公司。國家支持各類高端軸承研制的企業(yè)不計(jì)其數(shù)。最近，高鐵軸承的國產(chǎn)化工作已經(jīng)有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。汽車軸承的國產(chǎn)化也早已鋪開。
一些二線、三線城市，也把軸承當(dāng)做自己產(chǎn)業(yè)升級(jí)的方向。
展開 坦克座圈軸承都能造了，為什么中國還不能算軸承強(qiáng)國
政府對(duì)于高端軸承的國產(chǎn)化一直非常重視，國家工信部早在2011年，就在《機(jī)械基礎(chǔ)件基礎(chǔ)制造工藝和基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中，把軸承列為“機(jī)械基礎(chǔ)件、基礎(chǔ)制造工藝和基礎(chǔ)材料”之首，規(guī)劃界定: “機(jī)械基礎(chǔ)件是組成機(jī)器不可分拆的單元，包括軸承、齒輪、液壓件、液力元件、氣動(dòng)元件、密封件、鏈與鏈輪、傳動(dòng)聯(lián)結(jié)件、緊固件、彈簧、粉末冶金零件、模具等。”
SKF公司為高速鐵路列車研制的軸承位置傳感器
重點(diǎn)發(fā)展高速、精密、重載軸承，包括: 中、高檔數(shù)控機(jī)床軸承和電主軸，大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組軸承，大型運(yùn)輸機(jī)軸承，重載直升機(jī)軸承，長(zhǎng)壽命高可靠性汽車軸承及軸承單元，高速鐵路列車軸承，重載鐵路貨車軸承，新型城市軌道交通軸承，大型薄板冷熱連軋?jiān)O(shè)備軸承，大型施工機(jī)械軸承，高速度長(zhǎng)壽命紡織設(shè)備軸承，超精密級(jí)醫(yī)療器械主軸軸承。
可以注意到，除了高鐵軸承，航空軸承在其中占了兩項(xiàng)，除了大型運(yùn)輸機(jī)，還有重載直升機(jī)。國防重點(diǎn)型號(hào)對(duì)基礎(chǔ)零部件的帶動(dòng)作用是極為顯著的。
需要指出的是，中國在軸承領(lǐng)域的差距比芯片小得多，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)也好得多。在可預(yù)見的將來，完全有能力在絕大多數(shù)領(lǐng)域趕上世界先進(jìn)水平。根據(jù)規(guī)劃，到2020年，風(fēng)電機(jī)組軸承自主化率要達(dá)到90%，到2025年，高速精密數(shù)控機(jī)床和高速動(dòng)車組自主化率要達(dá)到90%，到2030年，大飛機(jī)軸承的自主化率要達(dá)到90%。
航空用的桿端軸承
工信部在軸承領(lǐng)域規(guī)劃了8個(gè)國家級(jí)技術(shù)平臺(tái)及單位，包括瓦房店軸承集團(tuán)公司、萬向集團(tuán)、洛陽LYC 軸承有限公司、哈爾濱軸承集團(tuán)公司、西北軸承股份公司、湖北新火炬科技股份公司、襄陽汽車軸承集團(tuán)公司、天馬軸承股份公司。國家支持各類高端軸承研制的企業(yè)不計(jì)其數(shù)。最近，高鐵軸承的國產(chǎn)化工作已經(jīng)有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。汽車軸承的國產(chǎn)化也早已鋪開。
一些二線、三線城市，也把軸承當(dāng)做自己產(chǎn)業(yè)升級(jí)的方向。
展開 4140鋼，已實(shí)現(xiàn)粘合劑噴射 3D 打印制造
南極熊獲悉，大規(guī)模生產(chǎn)增材制造(AM) 領(lǐng)導(dǎo)者Desktop Metal（紐約證券交易所代碼：DM）在2021年6月3日宣布，已將4140 低合金鋼用于粘合劑噴射平臺(tái)Production System，利用Single Pass Jetting (SPJ) 技術(shù)，旨在大批量3D 打印最終用途的4140零件。
△3D打印4140動(dòng)力轉(zhuǎn)向接頭
Desktop Metal 的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官 Jonah Myerberg表示4140是一種具有挑戰(zhàn)性的金屬粘合劑噴射材料，因?yàn)楹辖鸷康汀⑻伎刂埔髧?yán)格、點(diǎn)火能量低，需要先進(jìn)粘合劑化學(xué)、打印和燒結(jié)優(yōu)化以及安全加工氛圍控制。Desktop Metal希望憑借Production System的速度使粘合劑噴射以具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本打印復(fù)雜的4140 零件，同時(shí)保持傳統(tǒng)制造強(qiáng)度和機(jī)械性能。
△4140是一種用途廣泛的低合金鋼。
4140 低合金鋼
據(jù)Desktop Metal 的說法，公司材料科學(xué)團(tuán)隊(duì)已驗(yàn)證由Desktop Metal 燒結(jié)的 4140 低合金鋼符合金屬粉末工業(yè)聯(lián)合會(huì)制定的結(jié)構(gòu)粉末冶金零件MPIF 35 標(biāo)準(zhǔn)。在Production System平臺(tái)上打印的4140零件能夠最大限度地減少了材料浪費(fèi)，與傳統(tǒng)制造方法相比，生產(chǎn)時(shí)間和零件成本顯著降低。對(duì)此，Desktop Metal制造了一系列零件以驗(yàn)證材料性能：
動(dòng)力轉(zhuǎn)向接頭：用于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向電機(jī)和汽車轉(zhuǎn)向軸之間的動(dòng)力傳遞。使用P-50可實(shí)現(xiàn)無模具生產(chǎn)，縮短交貨時(shí)間，每年產(chǎn)量高達(dá) 120 萬件低至2.45 美元（約15.67人民幣）。
人字齒輪：可用于各種工業(yè)機(jī)械應(yīng)用。
展開 
等溫鍛造與超塑鍛造的材料性能
但是，該合金室溫脆性高，變形抗力大，基本不可冷成形，除了鑄造和粉末冶金直接成形零件外，等溫鍛造或超塑鍛造是非常合適的近凈成形工藝。金屬間化合物在等溫鍛造或超塑性鍛造前通常需要經(jīng)過細(xì)晶化處理。
文章來源：熱加工論壇
低成本曲軸鏈輪冷擠壓工藝開發(fā)
結(jié)合圖紙要求表面硬度最小為57HRC，而傳統(tǒng)的粉末冶金曲軸鏈輪硬度只能達(dá)到30 ～45HRC，無法采用粉末冶金工藝。綜合零件的結(jié)構(gòu)和硬度要求，推斷德國原型機(jī)的曲軸鏈輪采用插齒工藝生產(chǎn)。
曲軸鏈輪成本分析
根據(jù)上述的曲軸鏈輪結(jié)構(gòu)分析，原型機(jī)曲軸鏈輪采用插齒工藝生產(chǎn)，梳理德國原型機(jī)的曲軸鏈輪初始生產(chǎn)工藝如圖2 所示。
再根據(jù)制造業(yè)的生產(chǎn)成本經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)原型機(jī)曲軸鏈輪的成本進(jìn)行分析，如表1 所示，成本中占比前三的項(xiàng)目分別是插齒、材料費(fèi)用、管理費(fèi)和利潤。
曲軸鏈輪降本目標(biāo)分解
從表1 可以看出德國原型機(jī)曲軸鏈輪的成本價(jià)格為25.7 元，而該1.8T 項(xiàng)目的成本目標(biāo)是較原型機(jī)降低20%，即20.56 元。表1 中成本排名前三項(xiàng)分別是插齒、材料、管理費(fèi)和利潤，合計(jì)占比達(dá)61.56%，其中管理費(fèi)和利潤這個(gè)項(xiàng)目一般是產(chǎn)品單價(jià)的12%，且隨著產(chǎn)品單價(jià)的降低而降低，所以降本重點(diǎn)是降材料和插齒費(fèi)用。由此我們想到引入冷鍛工藝，根據(jù)金屬材料的塑性變形原理，在金屬再結(jié)晶溫度下，利用模具壓制成形齒面，省去齒面加工工序，同時(shí)可以節(jié)約材料。
根據(jù)成本降低20%后的目標(biāo)價(jià)格20.56 元，結(jié)合冷鍛工藝的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)成本，降本目標(biāo)分解如下：
⑴材料費(fèi)：冷擠壓所用材料為插齒工藝所用材料的65%，冷擠壓材料費(fèi)用為7.35×65%=4.77 元。
⑵管理費(fèi)和利潤：按照產(chǎn)品單價(jià)的12%，所以目標(biāo)為20.56×12%=2.46 元。
⑶插齒降低費(fèi)用：由于引入冷鍛成形齒面，插齒費(fèi)為0，但增加了模具壓機(jī)分?jǐn)傎M(fèi)用、材料前處理費(fèi)用。基于其他工序費(fèi)用不變的前提，為滿足20.56元的目標(biāo)價(jià)格，齒面加工費(fèi)用需要控制到20.56-2.46-4.77-9.48=3.85 元。
展開 低成本曲軸鏈輪冷擠壓工藝開發(fā)
結(jié)合圖紙要求表面硬度最小為57HRC，而傳統(tǒng)的粉末冶金曲軸鏈輪硬度只能達(dá)到30～45HRC，無法采用粉末冶金工藝。綜合零件的結(jié)構(gòu)和硬度要求，推斷德國原型機(jī)的曲軸鏈輪采用插齒工藝生產(chǎn)。
圖1 曲軸鏈輪
曲軸鏈輪成本分析
根據(jù)上述的曲軸鏈輪結(jié)構(gòu)分析，原型機(jī)曲軸鏈輪采用插齒工藝生產(chǎn)，梳理德國原型機(jī)的曲軸鏈輪初始生產(chǎn)工藝如圖2 所示。
圖2 初始生產(chǎn)工藝
再根據(jù)制造業(yè)的生產(chǎn)成本經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)原型機(jī)曲軸鏈輪的成本進(jìn)行分析，如表1 所示，成本中占比前三的項(xiàng)目分別是插齒、材料費(fèi)用、管理費(fèi)和利潤。
曲軸鏈輪降本目標(biāo)分解
從表1 可以看出德國原型機(jī)曲軸鏈輪的成本價(jià)格為25.7 元，而該1.8T 項(xiàng)目的成本目標(biāo)是較原型機(jī)降低20%，即20.56 元。表1 中成本排名前三項(xiàng)分別是插齒、材料、管理費(fèi)和利潤，合計(jì)占比達(dá)61.56%，其中管理費(fèi)和利潤這個(gè)項(xiàng)目一般是產(chǎn)品單價(jià)的12%，且隨著產(chǎn)品單價(jià)的降低而降低，所以降本重點(diǎn)是降材料和插齒費(fèi)用。由此我們想到引入冷鍛工藝，根據(jù)金屬材料的塑性變形原理，在金屬再結(jié)晶溫度下，利用模具壓制成形齒面，省去齒面加工工序，同時(shí)可以節(jié)約材料。
表1 曲軸鏈輪成本構(gòu)成
根據(jù)成本降低20%后的目標(biāo)價(jià)格20.56 元，結(jié)合冷鍛工藝的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)成本，降本目標(biāo)分解如下：
⑴材料費(fèi)：冷擠壓所用材料為插齒工藝所用材料的65%，冷擠壓材料費(fèi)用為7.35×65%=4.77元。
⑵管理費(fèi)和利潤：按照產(chǎn)品單價(jià)的12%，所以目標(biāo)為20.56×12%=2.46 元。
⑶插齒降低費(fèi)用：由于引入冷鍛成形齒面，插齒費(fèi)為0，但增加了模具壓機(jī)分?jǐn)傎M(fèi)用、材料前處理費(fèi)用。
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